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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Leichter Igel. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Musiker
„Light Igel“ verbraucht etwas mehr als 220 W aus einem 100-V-Netz und wiegt ca. 3 kg. Es ist für die Lichtgestaltung von Konzertprogrammen, Shows und Diskotheken konzipiert. Der innere Aufbau des Gerätes ist in Abb. schematisch dargestellt. 1. Die Glühlampe 5 ist in der Blende 10 eingebaut und mit einer undurchsichtigen Blende 6 ausgestattet, die eine Ausleuchtung des Raumes durch das direkte Licht der Lampe verhindert. Der Reflektor 4 besteht aus einem kugelförmigen Metallsockel, auf dessen der Lampe 5 zugewandter Innenfläche eine Vielzahl von Spiegelfragmenten aufgeklebt sind. Die von jedem einzelnen Fragment reflektierten und von der Linse 8 gebündelten Strahlen erzeugen eine Art „Igel“ im Raum. Der Motor 3 dreht den Reflektor 4 und damit die Strahlen, die in einer verrauchten Umgebung besonders eindrucksvoll wirken. Zusätzlich zu den aufgeführten Knoten sind im Inneren des Gehäuses 12 eine Leiterplatte der Steuereinheit 11, ein Leistungstransformator 2 und ein Lüfter 1 verbaut. Löcher 7 für den Durchgang von Luftkühlung der Lampe 5 im Inneren des Gehäuses 12 sind mit verschlossen ein undurchsichtiger Schirm 9.
Das Schema des „Lichtigels“ ist in Abb. 2 dargestellt. 1. Die Gesamtleistung des Transformators T2 (1, siehe Abb. 1) muss mindestens 5 ... 1 W größer sein als die Leistung der Lampe EL15 (20, siehe Abb. 10,5). Die Spannung an der Sekundärwicklung (II) des Transformators bei angeschlossener Lampe sollte 11,5 ... 8 V betragen. Da der von der Lampe verbrauchte Strom 2,5 A erreicht, sollte sie über einen Draht mit Querschnitt an den Transformator angeschlossen werden von mindestens 2 mmXNUMX.
Die Basis der Steuereinheit für den M2-Schrittmotor, der den Reflektor dreht, ist der Mikrocontroller DD1 PIC12C508A-04/P, in dessen Programmspeicher die Codes aus der Tabelle mit dem Programmierer geschrieben werden sollen. Dieser Mikrocontroller ist einmalig programmierbar, daher sollte dieser Vorgang sehr sorgfältig durchgeführt werden.
Die vom Mikrocontroller erzeugten Signale werden über die Transistorschalter der DD2-Mikroschaltung den Wicklungen des M2-Schrittmotors zugeführt. Jeder seiner Ausgänge ist mit einer Schutzdiode ausgestattet und die gemeinsame Kathode der Dioden ist mit Klemme 9 verbunden. Somit werden die Motorwicklungen durch Dioden überbrückt, die Schaltstöße unterdrücken. Das Programm bietet fünf verschiedene Geschwindigkeiten und zwei Drehrichtungen des Reflektors. Verschiedene Kombinationen dieser Parameter erzeugen Lichteffekte. Wenn die Kontakte des Schalters SA1 geschlossen sind, erfolgt der Wechsel der Geschwindigkeits-/Richtungskombinationen periodisch gemäß dem Programm. Andernfalls (der Schalter ist offen) wird die Änderung durch die an Pin 4 des DD1-Chips empfangenen Impulse synchronisiert. Der Pulsformer, der sich an den Rhythmus eines Musikstücks anpasst, ist auf einem DA1 LM324-Chip aufgebaut. Die Kaskade am Operationsverstärker DA1.1 verstärkt das vom BM1-Mikrofon empfangene Tonsignal der Musikbegleitung. Widerstand R3 – Verstärkungsregelung. Anschließend gelangt das Signal über den R7C6R8C7-Filter in den Eingang des Verstärkers des Operationsverstärkers DA1.2, abgedeckt durch AGC (automatische Verstärkungsregelung), die die Signalamplitude am DA1.2-Ausgang unabhängig von der Lautstärke konstant hält der Musik. Der AGC-Detektor ist auf einer VD5-Diode aufgebaut, der Filter ist R12C8, der Aktuator ist ein VT1-Transistor. Der Amplitudendetektor an der VD6-Diode mit dem R16R17C14-Filter und dem DA1.3-Repeater extrahieren die Hüllkurve des Musiksignals. Das Schwellenwertgerät am Operationsverstärker DA1.4 mit einer Wiederholungsverzögerungseinheit wandelt die Hüllkurve in Rechteckimpulse um, die am GP3-Eingang des DD1-Mikrocontrollers eingegeben werden. Die Leiterplatte des Steuerknotens ist in Abb. dargestellt. 3. Es ist für den Einbau von festen MLT-Widerständen und Keramikkondensatoren KM, K10-17, KD-2 konzipiert. Oxidkondensatoren – K50-35 oder ähnliche importierte. Der Mikrocontroller PIC12C508A-04/R kann durch das Mikrofon BM12 – HMO509A PIC04C1A-1001/R ersetzt werden. Auch andere in modernen Telefonen verwendete Elektrete sind geeignet, beispielsweise CZN-15E.
Importierte integrierte Stabilisatoren können durch inländische ersetzt werden: LM7805 – KR142EN5A, LM7809 – KR142EN8A. Ein Analogon der Mikroschaltung ULN2004AN ist K1109KT23. Als VT1 eignen sich Transistoren der Serien KT315 oder KT3102 mit beliebigen Buchstabenindizes. Dioden VD1-VD4 - Gleichrichter für einen Strom von mindestens 1 A. Als VD5-VD8 eignen sich alle Siliziumdioden mit geringer Leistung. Reflektordurchmesser (4, siehe Abb. 1) - 100...150 mm. Bei einem kleineren Motor ist es schwierig, eine ausreichende Anzahl von Spiegelfragmenten zu platzieren, und ein übergroßer M2-Motor kann sich nicht drehen. Als Rohling für die Basis des Reflektors kann ein Aluminiumreflektor eines alten Theaterscheinwerfers dienen. Im Extremfall können Sie den Sockel selbst aus einem Aluminiumblech mit einer Dicke von maximal 1,5 mm und Abmessungen von mindestens 100x100 mm herstellen. Benötigt wird weiches Aluminium und nicht schwer verformbares Duraluminium. In eine Holzkiste geeigneter Größe wird ein Zementmörtel gegossen, ein Gummiball mit einem Durchmesser von 20...30 mm 200...250 mm tief hineingedrückt und der Mörtel aushärten gelassen. Nach Entfernen der Kugel und Einlegen einer Aluminiumplatte in die Aussparung wird dem Werkstück durch Schläge mit einem halbrunden Hammer eine Kugelform verliehen. Seien Sie nicht verärgert, wenn es nicht perfekt wird. Dadurch werden die Lichteffekte nicht nur nicht verschlechtert, sondern sogar abwechslungsreicher. Befestigen Sie die Hülse in der Mitte des fertigen Sockels so, dass sie auf die Motorwelle passt. Um unnötige Lichtreflexionen zu vermeiden, bestreichen Sie die Innenfläche des Sockels vor dem Aufkleben der Spiegelfragmente mit dunkler Mattfarbe. Es ist notwendig, kreativ an die Vorbereitung und das Aufkleben von Spiegelfragmenten heranzugehen – davon hängt die Ausdruckskraft der erzeugten Effekte ab. Um Strahlen gesättigter Farben zu erhalten, werden reflektierende dichroitische Filter als Spiegel verwendet. Manchmal findet man sie in Geschäften, die Bühnentechnik verkaufen. Wenn es nicht möglich war, geeignete Filter zu kaufen, müssen Sie sich auf einfarbige Strahlen beschränken und gewöhnliche Spiegel mit einer Dicke von 1,5 ... 2 mm aus „Kosmetiktaschen“ oder Puderpackungen verwenden. Dickere Modelle funktionieren nicht – der Reflektor wird dann zu schwer. Spiegel werden in etwa quadratische Fragmente mit einer Seitenlänge von 15...20 mm geschnitten und auf die Innenfläche des Sockels geklebt. Als EL1 eignet sich grundsätzlich jede Beleuchtungslampe mit einer Leistung von 50 ... 100 W. Um jedoch helle und klare Strahlen zu erhalten, muss ihre Spirale flach und dicht sein (Windungen - nebeneinander). Zusätzlich zur Leistung werden Lampen nach der Farbtemperatur klassifiziert. Je niedriger diese ist, desto „rötlicher“ ist das Licht. Herkömmliche Glühlampen zeichnen sich durch eine relativ niedrige Farbtemperatur aus, sodass die Farbstrahlen im blauen Bereich des Spektrums schwach erscheinen. Bei Halogenlampen ist dieser Wert höher, allerdings ist die Lebensdauer kürzer. Es wird empfohlen, eine 12-W-Halogenlampe KGM100-2-100 zu verwenden. Bei einer Nennspannung von 12 V hält sie über 350 Stunden. Möglicher Ersatz sind Lampen KGM 12-100 (Lebensdauer 85 Stunden), KGM 12-50 (Leistung 50 W) oder FSR12-100 von General Electric. Sie können auch Auto-Nebelscheinwerfer verwenden. Die Haltbarkeit der Lampe und des gesamten Geräts hängt maßgeblich von der Qualität des Lampenpanels ab. Bei schlechtem Kontakt zu den Fassungen brennen häufig die Stiftkontakte der Lampen durch. Ein passendes Panel findet sich in der importierten Halogenlampe. Wenn dies nicht möglich ist, wird die Lampe befestigt, indem der flache Teil ihres Sockels zwischen zwei Glasfaserstreifen eingeklemmt wird und ein einadriger, von der Isolierung befreiter Kupferdraht fest auf die Stiftanschlüsse gewickelt wird. Löten ist hier nutzlos, da die Temperatur der Anschlüsse einer funktionierenden Lampe über dem Schmelzpunkt des Lotes liegt. Es können auch geeignete Schraubklemmen verwendet werden, beispielsweise aus Netzverteilerblöcken. In jedem Fall müssen Teile aus nicht hitzebeständigem Kunststoff in erheblichem Abstand von der Lampe entfernt werden. Bei der Installation der Lampe ist darauf zu achten, dass ihre Spirale dem Reflektor mit der größten Leuchtfläche zugewandt ist und der Mittelpunkt dieser Fläche auf der optischen Achse des Geräts liegen sollte, wie in Abb. 1 strichpunktierte Linie. Die Breite des Schutzschirms ist 5 mm größer als der Durchmesser des Lampenkolbens. Da die Betriebstemperatur der Glühbirne der EL1-Halogenlampe 250 °C überschreitet, kann es ohne Zwangsbelüftung im geschlossenen Innenraum des Igels zu einer Überhitzung der Lampe kommen, bis die Glühbirne weich wird und sich verformt. Unter dem Einfluss hoher Temperaturen kommt es häufig zur Zerstörung des Lampenpanels, die elektronischen Komponenten des Motorsteuergeräts fallen aus. Der EC8025M12-Lüfter aus dem Computer-Netzteil dient zur Kühlung des Geräts. Der Reflektor wird von einem Schrittmotor DShR-39 angetrieben. Ein möglicher Ersatz ist PBMG-200, das in 90-Zoll-Diskettenlaufwerken für Computer verwendet wurde. Auch jeder andere Schrittmotor mit einem Wicklungswiderstand von 110 ... XNUMX Ohm ist geeignet. Das Linsenobjektiv des Gerätes ist eine Doppellupe mit einer Brennweite von 192 mm. Geeignet ist auch ein anderes mit einem Durchmesser von mindestens 100 mm und einer Brennweite von 150 ... 300 mm. Letzteres lässt sich näherungsweise bestimmen, indem man das Bild der Sonnenscheibe auf eine nicht brennbare Oberfläche fokussiert. Der Abstand der Linse zur Oberfläche ist die Brennweite. Der Körper des „Lichtigels“ besteht aus beliebigem Blech. Kunststoff, Sperrholz und andere Materialien mit schlechter Wärmeleitfähigkeit und Hitzebeständigkeit werden nicht empfohlen. Die Form und die Abmessungen des Gehäuses spielen keine Rolle, es sollte jedoch zu allen in Abb. gezeigten passen. 1 Knoten und Details. Der Durchmesser des Lochs für die Linse ist 5...10 mm kleiner als sein Durchmesser. Die Linse wird umlaufend mit drei oder vier Klammern befestigt. Die Vormontage des Gerätes erfolgt ohne Linse. In einem Abstand von ca. 300 mm vom Reflektor wird ein weißer Schirm (z. B. Pappe) angebracht. An die EL1-Lampe wird eine Spannung von 20 ... 30 % der Nennspannung angelegt und durch Bewegen entlang der optischen Achse wird eine Position gefunden, an der die dichteste Gruppe von Lichtflecken minimaler Größe auf der Lampe sichtbar ist Bildschirm. Nachdem Sie die Lampe in dieser Position befestigt haben, messen Sie den Abstand A (siehe Abb. 1). Als nächstes installieren Sie die Linse und richten das Gerät in einem Abstand von 5 ... 10 m auf die Wand. Wählen Sie den Abstand zwischen ihnen und der Linse so aus, ohne die relative Position der Lampe und des Reflektors zu ändern, dass er erreicht wird viele klare Bilder des Glühfadens der EL1-Lampe an der Wand. Abstand B messen (siehe Abb. 1). Bei richtiger Einstellung entspricht die Summe von A und B ungefähr der Brennweite des Objektivs. Beim endgültigen Zusammenbau des Gerätes müssen die gefundenen Abstände genau eingehalten werden. Der Aufbau des Steuergerätes beginnt mit der Überprüfung der Spannung an den Ausgängen der integrierten Stabilisatoren DA2 (9 V) und DA3 (5 V). Überprüfen Sie durch Schließen des SA1-Schalters mit einem Oszilloskop, ob an den Pins 2, 3, 5 und 6 des DD1-Mikrocontrollers Rechteckimpulse mit periodisch wechselnder Frequenz vorhanden sind. Sind sie nicht vorhanden, ist der Mikrocontroller defekt oder falsch programmiert. Ähnliche Impulse, jedoch mit einer Amplitude von etwa 12 V, sollten an den Pins 14,13, 11,10 der DD2-Mikroschaltung liegen. Wenn an einem von ihnen keine Impulse anliegen und die Spannung Null ist, kann die Ursache ein Bruch in der Motorwicklung M2 sein. Nachdem sichergestellt wurde, dass die konstante Spannung zwischen den Ausgängen des BM1-Mikrofons innerhalb von 1 ... 3 V liegt, schalten sie rhythmische Musik mit ausgeprägten Niederfrequenzkomponenten ein. Auf dem Bildschirm des Oszilloskops, das an den Ausgang des Operationsverstärkers DD1.1 (Pin 8) angeschlossen ist, sollte die Wellenform des Musiksignals sichtbar sein, dessen Amplitude mit dem Abstimmwiderstand R3 eingestellt wird. Wenn es sich um das Zehnfache ändert, sollte die Amplitude des Signals am Ausgang DD1.2 (Pin 14) ungefähr gleich 3 V bleiben. Andernfalls muss die Funktionsfähigkeit des Transistors VT1 und der zugehörigen Elemente überprüft und der Wert ausgewählt werden Widerstand R12. Ein konstanter Pegel von 2 ... 3 V am Ausgang von DA1.3 (Pin 1) während des Erklingens der Musik sollte von Ausbrüchen im Takt eines starken Taktes des Stückes begleitet werden. Die Spannung an Pin 6 von DA1.4 – ca. 4 V – variiert leicht je nach Art der Musik. Es bleibt noch zu prüfen, ob am Ausgang DA1.4 (Pin 7) rechteckige positive Impulse vorhanden sind. Ihre Dauer hängt von den Parametern der C16R23-Schaltung ab und sollte 100 ms betragen. Es ist möglich, Lücken oder eine vorzeitige Ausgabe von Impulsen zu vermeiden, indem der Wert des Widerstands R19 ausgewählt wird. Manchmal wird der Steuerknoten durch das vom Lüfter erzeugte Geräusch ausgelöst. In diesem Fall ist es notwendig, das BM1-Mikrofon vom Lüfter zu entfernen oder es sogar aus dem Gerät zu nehmen. Der Quellcode des Programms "Light Hedgehog".. Literatur
Autor: A. Bogdanov, Krasnodar
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Eine Bühne, ein Tanz- oder Konzertsaal ist heute kaum mehr ohne eine Beleuchtungsanlage vorstellbar, die sie mit zahlreichen Strahlen beleuchtet, die ständig Helligkeit, Farbe und räumliche Position ändern. Im vorgeschlagenen Artikel werden wir über eines der einfachsten Beleuchtungsgeräte dieser Gruppe sprechen. Es erzeugt mehrere Dutzend weiße oder farbige Strahlen und dreht diese unter der Steuerung eines Mikrocontrollers im Takt der Musik um eine bedingte Achse.
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